韩硕+李艳萍+张博叶

摘 要： 针对现有凸集映射星座扩展算法（ACE?POCS）在OFDM信号峰均功率比（PAPR）抑制过程中存在收敛速度慢、复杂度高等问题，提出一种基于ACE?POCS算法与限幅算法（Clipping）的ACE?C算法。新算法通过对输入数据序列进行分组处理，使得在运算过程中只进行低点数的IFFT和FFT变换，有效降低了运算复杂度。在4QAM调制的OFDM系统模型中对新算法的PAPR、复杂度及误码率（BER）性能进行研究分析，结果表明，与ACE?POCS算法相比，ACE?C算法的复杂度减小了以上，收敛速度也得到了一定的提高，且不需要传送边带信息，实现了在PAPR抑制效率、复杂度、误码率三方面性能的折中。

关键词： 正交频分复用； 峰均功率比； 星座扩展； 限幅分组； 复杂度； 收敛速度

中图分类号： TN92?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2018）03?0019?04

Abstract： Since the available active constellation extension of projection onto convex sets （ACE?POCS） algorithm has low convergence speed and high complexity in the process of peak?to?average power ratio （PAPR） suppression of orthogonal frequency division multiplexing （OFDM） signal， a new ACE?C algorithm based on ACE?POCS algorithm and clipping algorithm is proposed. The input data sequence is divided into two groups by means of the new algorithm to perform the less?point IFFT and FFT only in calculation process， which can reduce the algorithm complexity. The PAPR， complexity， bit error rate （BER） and performance of the new algorithm are studied and analyzed in OFDM system model modulated with 4QAM. The results show that， in comparison with ACE?POCS algorithm， the complexity of ACE?C algorithm is reduced by more than a half， the convergence speed is improved greatly， and the ACE?C algorithm needn′t transmit the sideband information. Besides， the new algorithm has a compromise?balanced capability in the aspects of PAPR suppression efficiency， complexity and BER.

Keywords： OFDM； peak?to?average power ratio； ACE； clipping grouping； complexity； convergence speed

0 引 言

正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）是一种多载波数据传输技术，具有抗多径衰落能力强、频谱利用率高等优点，被广泛应用于各种无线通信系统中。但是OFDM信号具有很高的峰均功率比（Peak Average Power Patio，PAPR），要求系统功率放大器必须具有较宽的线性动态范围，否则一旦超出就会产生非线性失真，造成通信质量的下降[1]。因此，如何有效抑制PAPR成为OFDM技术急需解决的关键问题之一。

目前，针对OFDM信号峰均功率比抑制问题，国内外学者已经提出了多种方法，如限幅法[2?3]（Clipping）、压扩变换法[4]（Companding）、选择性映射[5]（Selected Mapping，SLM）、部分传输序列[6]（Partial Transmit Sequence，PTS）、星座扩展（Active Constellation Extension，ACE）[7?8]等。其中，凸集映射星座扩展算法ACE?POCS[9]因为PAPR抑制能力强、不需要传输边带信息、不破坏系统误码率等优点而受到广泛关注，但是ACE?POCS算法的收敛速度过于缓慢，通常需要多次迭代才能有效降低信号的PAPR，使得算法复杂度过高。……